充满水的粗糙瑞利-贝纳尔腔中的速度涨落与边界层结构
流体动力学
2019-04-22 v2 经典物理
摘要
我们报告了湍流热对流中大尺度环流（Large Scale Circulation）和粘性边界层的粒子图像测速（Particle Image Velocimetry）研究。我们使用两个顶部为光滑平板的平行六面体瑞利-贝纳尔（Rayleigh-B{\'e}nard）腔。第一个具有粗糙底板，第二个具有光滑底板，因此我们比较了粗糙-光滑与光滑-光滑两种构型。腔的尺寸允许考虑二维平均流。大量先前的热通量测量已显示出努塞尔-瑞利（Nusselt--Rayleigh）区域转变，对应于粗糙存在时热通量的增加高于表面积的增加。我们的速度测量表明，如果平均速度场未被粗糙明显影响，速度涨落则会急剧上升。这伴随着纵向速度结构函数标度的变化。此外，我们表明边界层在粗糙附近变得湍流，正如最近在空气中观察到的那样[Liot et al., JFM, vol. 786, pp. 275-293]。最后我们讨论了边界层结构的变化与在大尺度环流上观察到的变化之间的联系。
引用
@article{arxiv.1611.00994,
title = {Velocity fluctuations and boundary layer structure in a rough Rayleigh-B{\'e}nard cell filled with water},
author = {Olivier Liot and Quentin Ehlinger and Elonore Rusaouën and Thibaut Coudarchet and Julien Salort and Francesca Chillà},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.00994},
year = {2019}
}